系统架构设计师常见考点：计算机组成与体系结构基础

每天学习一点点，距离考试通过成功拿证就更进一点点。本站编辑为大家整理了系统架构设计师考试中关于计算机组成与体系结构基础部分的常见考点，快来一起学习吧。

温馨提示：为了方便考生备考，右侧整理了软考系统架构设计师备考资料，点击资料下载区域可进行免费下载，希望对大家备考有所帮助！

一、计算机系统层次结构

1.核心层次：计算机系统由硬件层、操作系统层和应用软件层组成。

2.硬件层：是计算机系统的物理基础，包括CPU（中央处理器）、存储器（内存、硬盘等）和I/O设备（输入输出设备，如键盘、显示器、网卡等）。硬件层的主要功能是执行指令和处理数据。

3.操作系统层：是硬件层和应用软件层之间的桥梁，负责资源管理，包括进程管理（调度、同步）、内存管理（分配、回收）、文件管理（存储、访问控制）等。操作系统通过抽象硬件资源，为应用软件提供统一的接口。

4.应用软件层：是用户直接使用的程序，如办公软件、浏览器、数据库管理系统等。应用软件通过操作系统提供的接口与硬件资源交互，完成特定的任务。

5.冯·诺依曼体系：是现代计算机的基础架构，其核心思想是将程序指令和数据存储在同一存储器中，通过运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件协同工作。

6.冯·诺依曼体系的五大部件：

运算器：执行算术运算和逻辑运算。

控制器：控制程序的执行顺序，协调其他部件的工作。

存储器：存储程序和数据。

输入设备：将外部信息输入到计算机中。

输出设备：将计算机处理的结果输出到外部设备。

7.冯·诺依曼体系的核心特性：

存储程序：程序和数据以二进制形式存储在存储器中，计算机可以按顺序读取指令并执行。

顺序执行：指令按顺序依次执行，但现代计算机通过流水线、多核等技术实现了指令的并行执行。

8.考试细节：

考试可能会要求考生描述冯·诺依曼体系的五大部件及其功能。

也可能考查考生对计算机系统层次结构的理解，例如如何通过操作系统层实现硬件资源的抽象和管理。

二、数据表示与运算

1.数值表示：计算机中使用二进制表示数据，数值的表示方式有原码、反码和补码。

2.原码：最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，其余位表示数值的绝对值。

例如，+3的原码为00000011，-3的原码为10000011。

3.反码：正数的反码与原码相同，负数的反码是原码的符号位不变，其余位取反。

例如，-3的反码为11111100。

4.补码：正数的补码与原码相同，负数的补码是反码加1。补码的优点是可以简化加减法运算，符号位参与运算。

例如，-3的补码为11111101。在计算机中，通常使用补码表示整数。

5.8位补码范围：8位补码可以表示的整数范围是-128到+127。

其中，-128的补码是10000000，+127的补码是01111111。

6.浮点数：根据IEEE 754标准，浮点数由符号位、阶码和尾数三部分组成。

7.单精度浮点数(32位)：1位符号位，8位阶码(偏置值为127)，23位尾数。阶码的偏置值用于将阶码的范围从负数变为正数，便于比较和计算。

8.双精度浮点数(64位)：1位符号位，11位阶码(偏置值为1023)，52位尾数。双精度浮点数的精度更高，但占用的存储空间更大。

示例：

将十进制数0.15625转换为IEEE 754标准的浮点数表示。

首先，将0.15625转换为二进制小数0.00101，然后将其规范化为1.01×2⁻³，阶码为127-3=124，对应的二进制为01111100。因此，单精度浮点数的表示为0 01111100 01000000000000000000000。

9.校验码：用于检测和纠正数据传输或存储中的错误。

10.奇偶校验：是最简单的校验码，通过在数据中添加一个校验位，使数据的总和为奇数或偶数。奇偶校验可以检测单比特错误，但无法纠正错误。

例如，对于数据1011，若采用偶校验，则校验位为0，最终数据为10110。

11.CRC(循环冗余校验)：是一种基于多项式模2除法的校验码，生成多项式是CRC算法的核心。发送方将数据除以生成多项式，得到的余数作为校验码附加到数据后面;接收方收到数据后，用相同的生成多项式进行除法运算，若余数为0，则认为数据无错误。CRC可以检测多位错误，可靠性较高。

12.海明码：通过添加冗余位来检测和纠正单比特错误。冗余位的数量需满足公式需满足公式 2^r >= k + r + 1 (k为数据位，r为冗余位)，其中k为数据位数，r为冗余位数。海明码的编码过程是将数据位和冗余位按特定规则排列，冗余位的值根据数据位的奇偶性计算。

例如，对于数据1011，添加3个冗余位后，海明码为0111011。

13.考试细节：

考试可能会要求考生将一个十进制数转换为IEEE 754标准的浮点数表示，或者将浮点数表示还原为十进制数。

也可能考查考生对校验码的理解，例如如何计算CRC校验码或海明码的冗余位。

编辑推荐：

点击查看>>系统架构设计师考试资料专区免费下载备考资料！

点击查看>>各地2025年上半年系统架构设计师考试报名时间及入口汇总

点击查看>>全国各地2025年上半年软考系统架构设计师准考证打印时间与入口汇总

以上就是“系统架构设计师常见考点：计算机组成与体系结构基础”的内容了，请考生认真阅读，在规定时间内进行报名。温馨提示：为帮助各位考生更好地备考2025年软考系统架构设计师考试，环球网校为大家特意上传了很多备考资料，如历年真题、模拟试题与答案解析、考试技巧等备考资料，考生可点击下方“免费下载”进行领取哦！